[發(fā)明專利]電弧爐頂底吹煉系統(tǒng)和采用該系統(tǒng)的冶煉工藝

有效

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• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103468863A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 吳繼銀
• 申請（專利權）人: 武漢嘉特重型設備有限公司
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 段秋玲

【技術領域】

本發(fā)明涉及冶金領域，尤其涉及一種電弧爐吹煉系統(tǒng)以及一種采用該系統(tǒng)的冶煉工藝。

【背景技術】

在電弧爐煉鋼生產過程中，噸鋼能耗偏高是煉鋼企業(yè)目前存在的難題之一。為了降低噸鋼能耗，一般都是采用增加氧氣的輸入量，來提高電弧爐燃燒效率，從而節(jié)能降耗，因此吹氧是電弧爐煉鋼過程中的重要工藝手段。

現有電爐煉鋼工藝中，主要以電爐送電、爐壁氧槍及爐門氧槍吹煉為主的冶煉工。在市場廢鋼價格與鐵水價格相當的情況下，這種工藝成本明顯高于轉爐煉鋼成本。近年來廣泛發(fā)展的電弧爐鐵水熱裝工藝及電爐轉爐化工藝，雖然比原有的電弧爐生產工藝在成本上有明顯的降低，但其成本仍然遠遠高于轉爐煉鋼成本。

現有比較廣泛應用的電爐轉爐化工藝中，也主要以電爐爐門氧槍及爐壁氧槍為主要吹煉形式。電爐壁氧槍由于距離鋼水液面較高，氧氣流的射流攪拌強度有點不足，氧氣利用率不高。爐壁氧槍位置固定，無法適應爐襯爐底侵蝕后的鋼水液面的變化。而且爐門氧槍供氧能力要求略低，角度固定，反應區(qū)域小，槍頭易漏水，易造成爐壁和爐蓋上廢鋼的噴濺，影響冶煉時間并造成大沸騰等安全事故。

【發(fā)明內容】

有鑒于此，實有必要提供一種電弧爐頂底吹煉系統(tǒng)，其從電弧爐頂部向電弧爐內吹氧并從電弧爐底部對電弧爐內的鋼水進行通氣攪拌，克服了現有技術中的爐門氧槍或爐壁氧槍吹煉系統(tǒng)所存在的不足。

一種電弧爐頂底吹煉系統(tǒng)，所述電弧爐吹煉系統(tǒng)包括電爐頂吹氧槍系統(tǒng)及底吹攪拌系統(tǒng)，所述電爐頂吹氧槍系統(tǒng)設置在電弧爐的上方并從上方以超音速向電弧爐內鋼水的表面噴射氧氣流，所述底吹攪拌系統(tǒng)設置在電弧爐的下方并從底部對電弧爐內的鋼水進行攪拌和通氣。

在其中至少一個實施例中，所述頂吹氧裝置包括頂吹氧槍、夾槍裝置、氧氣管道、氧槍支撐橫臂、升降立柱、測距儀以及氧氣閥門調節(jié)站，所述頂吹氧槍連接所述氧氣管道，所述氧氣管道連接至所述氧氣閥門調節(jié)站，夾槍裝置設置在氧槍支撐橫臂上，所述氧槍支撐橫臂下方設有所述升降立柱，所述測距儀設在所述升降立柱的一側，所述頂吹氧槍處于電弧爐的中心線軸線上。

在其中至少一個實施例中，所述頂吹氧槍的氧槍頭采用多噴嘴非均勻非對稱布置，所述氧槍頭采用六個至十二噴嘴且每個所述噴嘴流量均不一樣，所述噴嘴的馬赫數在1.6～2.3之間，所述頂吹氧槍為水冷氧槍結構，所述頂吹氧槍的中心層為氧流通道，所述頂吹氧槍的中間及外層分別為出進水通道，所述電爐頂吹氧槍系統(tǒng)進一步包括冷卻水管，所述冷卻水管分別連接至所述頂吹氧槍和所述夾槍裝置為其冷卻散熱。

在其中至少一個實施例中，所述測距儀設置在所述升降立柱上遠離電弧爐的一側，所述測距儀外設置有水冷防護盒。

在其中至少一個實施例中，所述底吹攪拌系統(tǒng)包括透氣磚、攪拌氣體管道、透氣磚檢測管道以及氣體閥門調節(jié)站，所述攪拌氣體管道連接所述透氣磚與所述氣體閥門調節(jié)站，所述透氣磚檢測管道連接所述透氣磚的侵蝕檢測通道與所述氣體閥門調節(jié)站。

在其中至少一個實施例中，所述透氣磚采用鎂碳磚高壓成形，所述透氣磚內設置有小口徑不銹鋼管使電弧爐內的鋼水不會滲漏到所述透氣磚內，所述透氣磚除設置有與所述透氣磚檢測管道連接的侵蝕檢測通道，在所述透氣磚侵蝕到設定的厚度時檢測氣體通過所述侵蝕檢測通道，所述氣體閥門調節(jié)站接收到檢測氣體通過所述侵蝕檢測通道的信號并傳送以報警。

在其中至少一個實施例中，所述底吹攪拌系統(tǒng)所吹出的攪拌氣體包括氮氣和氬氣，在冶煉的前期及中期采用氮氣攪拌，在冶煉的后期及出鋼期采用氬氣攪拌，所述氣體閥門調節(jié)站調節(jié)底吹攪拌氣體流量以及氮氣和氬氣的切換。

有鑒于此，實有必要提供一種采用電弧爐頂底吹煉系統(tǒng)的冶煉工藝，其從電弧爐頂部向電弧爐內吹氧并從電弧爐底部對電弧爐內的鋼水進行通氣攪拌，克服了現有技術中的爐門氧槍或爐壁氧槍吹煉系統(tǒng)所存在的不足。

一種采用電弧爐頂底吹煉系統(tǒng)的冶煉工藝，包括以下步驟：采用80～95%的鐵水、5～20%的廢鋼為原料，輔以冶金溶劑和造渣劑，加入電弧爐中；通過頂吹氧槍從上方向電弧爐內射入氧氣流；底吹攪拌系統(tǒng)不間斷從底部向電弧爐內吹氮氣或氬氣進行攪拌；出鋼完成電弧爐冶煉。

在其中至少一個實施例中，在所述向電弧爐中加入造渣劑的步驟中，生燒石灰的加入量約為每噸鋼水中加入20～30公斤，白云石的加入量約為每噸鋼水中加入2～5公斤；所述工藝進一步包括以下步驟：根據電弧爐內冶煉情況，再分次往電弧爐中加入造渣劑，如果泡沫渣過高則加入生燒石灰，如果爐渣中氧化鎂含量過低則加入白云石或鎂球。